【正文】 9mP f P w? ? ? ? (314) 取傳動(dòng)效率為 ，則電機(jī)的需要功率為 ： ? 。 視鏡標(biāo)記：視鏡 I Pg10 Dg=50， HGJ501861 表 33 視鏡 材料 明細(xì) 件號(hào) 標(biāo)準(zhǔn)號(hào) 名稱 數(shù)量 材料 1 HGJ501860 視鏡玻璃 1 鋼化硼硅玻璃 2 HG398583 襯墊 2 石棉橡膠板 3 接緣 1 Q235A 4 壓緊環(huán) 1 Q235A 5 螺柱 M12 6 35 6 螺母 M12 6 35 補(bǔ)強(qiáng)圈 手孔 補(bǔ)強(qiáng)圈公稱直徑 150mm,視鏡補(bǔ)強(qiáng)圈公稱直徑為 50mm 補(bǔ)強(qiáng)厚度 均為 6mm 。 水壓試驗(yàn)及強(qiáng)度校核 查得 Q235－ B 在鋼板厚度小于等于 5mm 時(shí)的屈服強(qiáng)度 ? s=235MPa，則? s=。 查表 312（ B） [12]法蘭質(zhì)量為：凹面質(zhì)量 1 kg? ，凸面質(zhì)量 2 kg? 。 查表 EH12[12\]的公稱直徑為 600mm，厚度為 5mm 時(shí)需用外壓為 ，符合設(shè)計(jì)工藝。 本反應(yīng)釜介質(zhì)中 苯酚有弱酸性 ，設(shè)計(jì)溫度為 110℃ ，設(shè)計(jì)壓力為常壓101KPa，則擬選用 Q235－ B型碳素鋼板。 反應(yīng)釜進(jìn) 出 口物料組分 反應(yīng)釜進(jìn)口物料組分 ： 苯酚 100 公斤 1 0 0 1 0 0 0 9 4 1 0 6 3 . 8g m o l m o l? ? ? 桐油 40 公斤 4 0 1 0 0 0 8 7 3 4 5 .8g m o l m o l? ? ? 對(duì)苯磺酸水溶液 公斤 反應(yīng)釜出口物料 組分 ： 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 苯酚 桐油 4 5 .8 4 5 .8 0 .9 5 2 .2 9 m o l? ? ? 催化劑 公斤 表 31 物料衡算 項(xiàng)目 苯酚 桐油 催化劑 桐油改性苯酚 按化學(xué)計(jì)算式計(jì)算需要量 （ mol） 過(guò)量苯酚 （ mol） 對(duì)于桐油轉(zhuǎn)化率 95%時(shí)的轉(zhuǎn)化物質(zhì) 產(chǎn)生物質(zhì) （ mol） 未轉(zhuǎn)化物質(zhì) （ mol） 總計(jì) （ mol） 進(jìn)入物料 （ mol） 引出物 料 （ mol） 熱量衡算 熱量衡算是能量守恒定律的應(yīng)用，對(duì)過(guò)程分析可知，體系的熱效應(yīng)包括反應(yīng)放熱 、 產(chǎn)物反應(yīng)物吸熱 、桐油和苯酚反應(yīng)放熱。當(dāng)脫水量達(dá)到一定程 度即樹(shù)脂液變成棕色透明時(shí) ,立即停止脫水 ,加入適量的無(wú)水乙醇攪拌溶解 ,冷卻到室溫出料 ,即得桐油改性酚醛樹(shù)脂。 另一方面，在酸催化作用下，桐油也可能發(fā)生陽(yáng)離子聚合 : + + + + + +2 n nT O + H T O 。 2 桐油改性酚醛樹(shù)脂的 生產(chǎn)方法 生產(chǎn)方法的評(píng)述 （ 1） 烷基化反應(yīng) a． 桐油 苯酚反應(yīng)產(chǎn)物的合成往反應(yīng)釜中加入苯酚、酸性催化劑鹽酸并攪拌 均勻 ,在快速攪拌下緩慢加入桐油 ,升溫至 100~110℃ 反應(yīng) 3 h,停止加熱并在攪拌下冷卻至室溫 ,即得桐油 苯酚反應(yīng)產(chǎn)物。 蒲俠 [2]等研究發(fā)現(xiàn) 桐油改性的不飽和聚酯具有良好的空干性，可用于 FRP（玻璃纖維增強(qiáng)塑料）、涂料的基礎(chǔ)樹(shù)脂；桐油改性酚醛樹(shù)脂可用作為汽車、摩托車等機(jī)動(dòng)車的剎車片基礎(chǔ)樹(shù)脂，具有極好的耐磨性；利用桐油改性酚醛環(huán)氧樹(shù)脂，此產(chǎn)品兼有桐油、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂路基板，開(kāi)拓了桐油在電子工業(yè)的新用途，是一種新型且具有一脂三者的優(yōu)點(diǎn)。為了制備新一代的基體樹(shù)脂，改善摩擦材料的性能，科學(xué)家們開(kāi) 展了桐油改性酚醛樹(shù)脂的系列研究。特別需要指出的是配方中樹(shù)脂含量都是比較低的。因此使用新材料、新工藝、新的評(píng)估方法，是研究人員永久的課題。利用桐油與苯酚反應(yīng)，然后再在堿性條件下與甲醛反應(yīng)制成樹(shù)脂，用此類樹(shù)脂與棉纖維素紙或木漿纖維素紙制成層壓材料，制品具有較高的耐熱性，低的吸水率，優(yōu)良的絕緣性能和高的抗沖擊強(qiáng)度及低溫下可沖剪的加工性能。能起加成反應(yīng)。在日光、空氣等中不穩(wěn)定。 桐油改性酚醛樹(shù)脂主要用作耐磨材料的粘結(jié)劑，廣泛應(yīng)用于汽車、火車飛機(jī)等交通運(yùn)輸工具的制動(dòng)系統(tǒng)中。我國(guó)桐油品種不但產(chǎn)量高，而且油質(zhì)好，絕干桐籽含油量在 50%以上，絕干桐仁含油率可高達(dá) 68%。 樹(shù)脂基體作為粘結(jié)劑，對(duì)摩擦材料的熱衰退性能、恢復(fù)性能、摩擦性能和力學(xué)性能有著直接的影響。 用此酚醛樹(shù)脂制作的 剎車片 摩擦系數(shù)大、摩擦性能穩(wěn)定、磨損率低。同時(shí) 介紹了桐油改性熱固性酚醛樹(shù)脂生產(chǎn)基本情況及年產(chǎn) 200 噸合成工藝系統(tǒng)流程，介紹了桐油改性熱固性酚醛樹(shù)脂的合成基本原理，反應(yīng)機(jī)理生產(chǎn)方法及工藝流程的概述和工藝合成的基 本方法，并且對(duì)設(shè)備進(jìn)行物料，熱量衡算和工藝計(jì)算。 因此，樹(shù)脂粘結(jié)劑的選用直接影響到摩擦材料的各項(xiàng)性能，尤其是高溫摩擦磨損性能 。主要性能指標(biāo)如：酸價(jià)、碘黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 價(jià)、皂化價(jià)、折光指數(shù)均為最佳，素有“中國(guó)桐油 ” 之稱。 桐油的物理化學(xué)性質(zhì) 表 11 桐油的物理性 桐油 化學(xué) 性質(zhì) ： 桐酸： 學(xué)名十八碳 9,11,13三烯酸 3 2 3 3 2 7C H ( C H ) ( C H = C H ) ( C H ) C O O H。易受氧化。氫化時(shí)最后變?yōu)橛仓?。從而改善了制品的性能，增加了成品率，?jié)約了能源和原材料。 張劍 [4]等研究發(fā)現(xiàn) 用改性樹(shù)脂制成的剎車塊在高溫階段的磨損基本上得到了控制，磨損隨溫度的變化都比較小，在通常情況下高溫磨損比常溫磨損大得多，特別是樹(shù)脂含量比較低的時(shí)候。低的樹(shù)脂含量要得到較好的耐磨性，配方體系就非常重要。桐油改性酚醛樹(shù)脂主要有兩種方法： a．桐油中的共軛三烯在酸催化下與苯酚發(fā)生陽(yáng)離子 烷基化反應(yīng) 其中殘留的雙鍵由于空阻效應(yīng)，參加反應(yīng)的幾率很小。 近年來(lái)，岳陽(yáng)化工廠環(huán)氧樹(shù)脂研究所采用將CYD128 與桐油按一定比例配合，在季銨鹽做催化劑的條件下反應(yīng)得到外觀棕紅的透明樹(shù)脂 A組分，再將桐油酸酐與馬來(lái)酸酐和 YH306 復(fù)配得澆鑄型和浸漬型改性酸酐 B組分，將 A、 B組分澆鑄型和浸漬型改性酸酐 B組分 ,將 A、 B組 分混勻用于干式變壓器和互感器的工業(yè)應(yīng)用已取得成功。 b． 桐油改性酚醛樹(shù)脂的合成 在反應(yīng)釜中加入桐油 苯酚反應(yīng)產(chǎn)物 ,加熱攪拌 ,在 50℃ 加入甲醛 ,攪拌均勻黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 后再加入堿性催化劑 氫氧化鈉 ,緩慢升溫至 100~110℃ 反應(yīng) 2 h。T O + T O ( T O ) 。 RO HOO H O HRO HC H 2 O HORO HC H 2 O H （ VI） 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 工藝流程 工藝流程簡(jiǎn)圖參考附圖 3 苯酚 桐油 催化劑（對(duì)甲苯磺酸） 攪拌反應(yīng)釜 攪拌反應(yīng)釜 甲醛 催化劑（氫氧化鈉） 鹽酸 堿水溶液 真空脫水 無(wú)水乙醇 桐油改性熱固性酚醛樹(shù)脂 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 3 第一反應(yīng)釜的設(shè)計(jì) 苯 酚 （ A ） 1 0 0 千 克桐 油 （ B ） 4 0 千 克5 0 % 對(duì) 甲 苯 磺 酸 水（ C ） 溶 液 0 . 4 千 克反 應(yīng) 時(shí) 間 3 0 ~ 5 6 分 鐘反 應(yīng) 溫 度 9 0 ~ 1 0 0 ℃反 應(yīng) 器桐 油 改 性 苯 酚 一生產(chǎn)周期 生產(chǎn)能力 除 去大修、小修，年工作 10 個(gè)月，每月以 30 天計(jì)，一年有 300 個(gè)工作日。所以使用下面的熱量衡算方程： Q1＋ Q2＋ Q3=Q4＋ Q5 式中： Q1—— 物料帶入的熱量 Q2—— 反應(yīng)放出的熱量 Q3—— 反應(yīng)釜吸收的熱量，反應(yīng)釜用天然氣加熱 Q4—— 產(chǎn)物 反應(yīng)物 吸熱 Q5—— 損失熱量，一般為 5% 常 溫 下 物 料 帶 入 熱 量 1 0Q? ， 桐 油 的 比 熱 容 選 用 油 酸 的 比 熱 容1 65 J m ol K? ， 苯酚 100℃ 的比熱容2 21 2. 5pC J m ol K?， 桐油改性苯酚的比熱容 以苯酚的比熱容計(jì)算，即3 65 4. 2pC J m ol K?。 確定筒體內(nèi)徑 一般由工藝條件 給定容積、筒體內(nèi)徑 iD 按式估算： 3 4i VD i?? m （ 32） 式中 ： V —— 工藝條件給定容積， 3m i —— 長(zhǎng)徑比， iiHi D? 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 當(dāng)反應(yīng)釜容積 V 小時(shí)，為使筒體內(nèi)徑 iD 不致太小，以便在頂蓋上容易布置接管和傳動(dòng)裝置，通常 i 取最小值。 校核 根據(jù) 資料取直邊高度為 h0=25mm，且曲面 高 度 1 150h mm? 。 法蘭標(biāo)記為：法蘭 AT JB/T47012021 。 筒體水壓試驗(yàn)壓力由 PT=P＋ =， PT=,P=，取二者中大值，為方便壓力表讀數(shù)，取 PT=。 補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸參考表 361[12]及圖 361[12]。 軸的計(jì)算與材料選擇 選擇攪拌軸的材料為 不銹鋼 ，查得其許用扭應(yīng)力為 [r]=12～ 20MPa，計(jì)算系數(shù)A=135～ 160，則攪拌軸的直徑為 ： 1 3 1 3( ) ( 1 3 5 ~ 1 6 0 ) (0 . 6 7 3 8 9 . 0 3 ) 5 6 . 8 ~ 6 7 . 3d A p n m m? ? ? ? （ 39） 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 式中 p—— 攪拌功率 n—— 攪拌器轉(zhuǎn)速 圓整后取考慮鍵槽對(duì)軸的強(qiáng)度的削 弱和物料對(duì)軸的腐蝕，可以選取攪拌軸的直徑： d=70mm 攪拌軸直徑參考表 172[16] 接管 進(jìn)料管 進(jìn)料管 采用 φ 50mm 無(wú)縫鋼管 .管的一端切成 45176。 放空管 放空管采用 φ 32mm 無(wú)縫鋼管，管法蘭為： RF Q235B。 第二 反應(yīng)釜的 機(jī)械 設(shè)計(jì) 反應(yīng)釜的體積計(jì)算 桐油改性苯酚的密度按桐油與苯酚的混合液的密度計(jì)算為 ： 31025 kg m? ? 在第一步反應(yīng)中生成水的質(zhì)量為 ： 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 22 1 2 6 1 .0 6 1 8 4 6 9 9 .0 8m g g? ? ? 在第二步反應(yīng)中加入的水的物質(zhì)的量為 ： 2 1 0 0 1 0 0 0 0 .6 3 6 3m g k g? ? ? ? 苯酚密度為 ： 1071 3kgm 甲醛密度為 ： 815 3kgm 桐油密度為 ： 925 3kgm 桐油改性苯酚的物質(zhì)的量為 1329， 則 ， 加入第二反應(yīng)釜的物料的總體積為 ： 30 63 4. 7 45 .8 13 29 2. 29 87 3 80 2. 74 94 37 00 10 25 10 00 92 5 10 00 10 71 10 00 81 5Vm? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?。 ? —— 焊接接頭系數(shù)， ? ≤1，考慮到 苯酚 對(duì)鐵有腐蝕 作 用，擬采用局 部無(wú)損檢測(cè)，雙面焊對(duì)接接頭 。 封頭法蘭 的選取 根據(jù) DN=700mm， p=，查 表 311[12]得應(yīng)選 凹凸密封面 甲型平焊法蘭 。 結(jié)構(gòu)參考圖 3316[12],尺寸參考表 339[12]。 結(jié)構(gòu)參考圖 351[12],尺寸參考表 352[12]，質(zhì)量參考表 352[12]得： kg? 。伸入釜體少許。 補(bǔ)強(qiáng)圈尺寸參考表 361[12]及圖 361[12]。大氣環(huán)境保護(hù)研究主要針對(duì)人為源所產(chǎn)生的污染物。 （ 2）對(duì)植物的危害 空氣污染對(duì)植物的影響表現(xiàn)為以下三種情況：在高濃度下產(chǎn)生急性危害、使植物的葉表面產(chǎn)生傷斑或直接枯萎脫落；在低濃度長(zhǎng)期影響下產(chǎn)生慢性危害，使植物葉片腿綠；在低濃度長(zhǎng)期影響下產(chǎn)生不可見(jiàn)危害，使植物外表不出現(xiàn)受害癥狀，但生理機(jī)能卻受到了影響、造成植物產(chǎn)量下降，品質(zhì)變壞。 黃石理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 圖 61 吸收法吸收流程 [13] （ 3）對(duì)氣候的影響 人類在生產(chǎn)和生活活動(dòng)中向大氣排放污染物的數(shù)量逐年增加，使得大氣污染日益嚴(yán)重，對(duì)全球氣候產(chǎn)生巨大的影響。 （ 1） 按污染物影響范圍可分為局部污染物、區(qū)域性污染源和全球性污染源。S 1 ( 0. 27 l